DE4331994C2 - Ignition system for internal combustion engines with static high-voltage distribution and multiple data transmission - Google Patents

Description

Stand der TechnikState of the art

Bekannte Kfz-Spulenzündsysteme erzeugen durch Unterbre­ chung des Primärzündspulenstromes IPR, etwa durch Steue­ rung eines mit der Primärseite der Zündspule in Reihe ge­ schalteten Zünddarlington in den nichtleitenden Zustand, eine steil ansteigende Induktionsspannung, die proportio­ nal zu der zeitlichen Änderung des Primärstroms dIPR/dt und zu der Primärinduktivität LPR ist. Dieser Induktions­ spannungsstoß auf der Primärseite des Zündtransformators wird mit seinem Übersetzungsverhältnis auf sekundärsei­ tige Werte hochtransformiert, die sicher zu einem Funken­ überschlag in der im Sekundärkreis liegenden Zündkerze führen.Known automotive coil ignition systems produce by Unterbre of the primary ignition coil current IPR, for example by control tion with the primary side of the ignition coil in series switched Zünddarlington to the non-conductive state, a steeply rising induction voltage, the proportio nal to the time change of the primary current dIPR / dt and to the primary inductor is LPR. This induction voltage surge on the primary side of the ignition transformer becomes secondary with its gear ratio high values that are sure to spark flashover in the spark plug located in the secondary circuit to lead.

Die Verteilung der Zündhochspannung auf die einzelnen Zündkerzen geschieht über einen rotierenden Verteiler. Die Zuordnung der Hochspannungsverteilung wird über eine mit der Motorkurbelwelle mechanisch fest gekoppelte Ein­ richtung gesteuert, die gewährleistet, daß der Hochspan­ nungsimpuls immer zu der Zündkerze geleitet wird, deren Zylinder für eine Zündung vorbereitet ist, d. h. in dem ein komprimiertes Benzin/Luftgemisch vorliegt.The distribution of the high voltage on the individual Spark plugs are made using a rotating distributor. The assignment of the high-voltage distribution is made using a mechanically firmly coupled with the engine crankshaft Direction controlled, which ensures that the high chip voltage pulse is always directed to the spark plug, the Cylinder is prepared for ignition, d. H. by doing there is a compressed gasoline / air mixture.

Nachteilig bei diesen Konzepten ist, daß die beweglichen Teile des rotierenden Verteilers verschleißanfällig sind und daher regelmäßig gewartet werden müssen. Die Anfäl­ ligkeit für Nebenschlüsse bei Feuchtigkeit erhöhen das Risiko von Zündaussetzer. Außerdem geht durch den notwen­ digen Vorfunkenüberschlag innerhalb des Hoch­ spannungsverteilers Zündenergie verloren. Diese Energie steht dann beim Zündkerzenüberschlag nicht mehr zur Ver­ fügung.A disadvantage of these concepts is that the movable Parts of the rotating distributor are subject to wear and therefore need regular maintenance. The seizures Liability for shunts in moisture increase that Misfiring risk. It also goes through the necessary sparkover within the high voltage distributor ignition energy lost. That energy  is then no longer available for spark plug overturn addition.

Deshalb geht man bei neueren Zündsystemen zu einer ruhen­ den Hochspannungsverteilung über. Hierbei wird jeder Zündkerze bzw. jedem Zylinder eine eigene Spule nebst ei­ gener Ansteuerung zugeordnet. Die teils überlappende d. h. gleichzeitige Ansteuerung der verschiedenen Endstufen ge­ schieht über unabhängige Schaltungen.That is why one goes to a rest with newer ignition systems the high voltage distribution over. Here everyone will Spark plug or each cylinder with its own coil and egg General control assigned. The partially overlapping d. H. simultaneous control of the various power amplifiers happens over independent circuits.

Die Fig. 8 zeigt Konzeptbild eines Zündsystems für Vier­ zylindermotoren mit ruhender Hochspannungsverteilung und Doppelfunkenspulen mit paralleler Ansteuerung und mehre­ ren Verbindungsleitungen nach dem Stand der Technik. Eine Ansteuereinheit (1), deren Kern ein Mikrocomputer sein kann, erzeugt die Steuersignale für eine Zündendstufe (2). Diese besteht aus einem Zündtreiber (3) und den zwei Zündleistungsendstufen (4) mit zwei sog. Doppelfunkenspu­ len. Die Anordnung beinhaltet zwei autarke Zündzweige, da jedem Zweig eine separate Treiberstufe, eine separate Zündleistungsendstufe mit separatem Stromshunt RS zuge­ ordnet ist. Dieses redundante System wird über die Eingangsleitungen UH1, UH2 angesteuert. Die Steuerleitun­ gen ZD10 und ZD20 stehen für Signalleitungen, über die ein zusätzlicher Datenaustausch pro Endstufe stattfindet, z. B. Rückmeldungen über den Zustand des Primärzündspulen­ stromes IPR und/oder Steuerungsvorgaben für den maximalen Wert des Primärzündspulenstromes IPR. Fig. 8 shows a conceptual image of an ignition system for four cylinder engines with static high-voltage distribution and double spark coils with parallel control and several ren connecting lines according to the prior art. A control unit ( 1 ), the core of which can be a microcomputer, generates the control signals for an ignition output stage ( 2 ). This consists of an ignition driver ( 3 ) and the two ignition output stages ( 4 ) with two so-called Doppunkunkenspu len. The arrangement contains two autonomous ignition branches, since each branch is assigned a separate driver stage, a separate ignition output stage with a separate current shunt RS. This redundant system is controlled via the input lines UH1, UH2. The Steuerleitun gene ZD10 and ZD20 stand for signal lines over which an additional data exchange takes place per output stage, z. B. Feedback about the state of the primary ignition coil current IPR and / or control specifications for the maximum value of the primary ignition coil current IPR.

Derartige Konzepte mit autarken Zündzweigen, bieten dem Entwickler einen großen Gestaltungsspielraum für die Zündsystemauslegung. Ein solches Konzept ist beispiels­ weise in der DE-OS 41 16 077 beschrieben.Such concepts with self-sufficient ignition branches offer that Developers a lot of freedom for the Ignition system design. Such a concept is an example as described in DE-OS 41 16 077.

Ein Nachteil dieser Konzeption ist die Redundanz in den Zündtreiberschaltungen, die dadurch entsteht, daß für je­ den Zweig jeweils gleichartige Schaltungen eingesetzt werden müssen. Bedenkt man, daß in den Zündtreiberschaltungen neben dem Ein- und Ausschalten des Primärstroms IPR auch noch viele andere Funktionen - wie z. B. Regelkreise für den Primärstrom IPR und die Begren­ zung der Primärspannung UPR und/oder Einrichtungen zum zusätzlichen Datenaustausch mit der Ansteuereinheit - beinhalten, dann multiplizieren sich die durch die Redundanz verursachten Kosten mit der steigender Anzahl von Zylindern.A disadvantage of this concept is the redundancy in the Ignition driver circuits that result from the fact that for each the branch used similar circuits Need to become. Considering that in the  Ignition driver circuits in addition to switching the on and off Primary current IPR also many other functions - such as e.g. B. Control loops for the primary current IPR and the limits primary voltage UPR and / or devices for additional data exchange with the control unit - then multiply by Redundancy caused costs with the increasing number of cylinders.

Zudem werden für den über die bloße Ansteuerung hinausge­ henden zusätzlichen Datenaustausch zwischen Zündendstufe und Ansteuereinheit eigene, zusätzliche Verbindungs­ leitungen benötigt, die insbesondere dann kostenträchtig sind, wenn sie über längere Strecken durch das Fahrzeug geführt werden müssen. Dies ist insbesondere dann der Fall, wenn die Ansteuerstufe mit dem empfindlichen Mikro­ prozessor in der Fahrgastzelle und die Zündendstufe an der Zündspule im Motorraum verbaut werden.In addition, for the go beyond mere control additional data exchange between the ignition output stage and control unit own additional connection lines needed, which is particularly costly are when they travel long distances through the vehicle must be performed. This is particularly the case Case when the control stage with the sensitive micro processor in the passenger compartment and the ignition stage the ignition coil in the engine compartment.

Handelsübliche Zündspulen für den Einsatz in Zündsystemen mit ruhender Hochspannungsverteilung benötigen keine überlappende Ansteuerung für die verschiedenen Zünd­ zweige. Bei ihnen betragen die Anstiegszeiten des Primär­ stroms nur noch einigen ms bis die gewünschten Endwerte des Primärstroms IPR erreicht sind. So ist für alle Arbeitspunkte zumindest eine Zusammenfassung jeweils zweier Zündzweige möglich. Da die zusammengefaßten Zünd­ zweige seriell angesteuert werden, können die oben be­ schriebenen Regelkreise mehrfach in den Zündzweigen ge­ nutzt werden. Daraus resultieren Einsparungen an Schal­ tungsaufwand und Peripherie.Commercial ignition coils for use in ignition systems with static high-voltage distribution do not need any overlapping control for the different Zünd branches. With them the rise times of the primary are currents only a few ms until the desired end values of the primary current IPR are reached. It's like this for everyone Working points at least a summary each two ignition branches possible. Since the summarized Zünd branches can be controlled in series, the above be written control circuits several times in the ignition branches be used. This results in savings on scarf effort and peripherals.

Bei serieller Ansteuerung zweier Zündendstufen können die Leitungen UH1 und UH2 zu einer Leitung zusammenfaßt wer­ den, etwa gemäß Fig. 2. Eine nicht näher beschriebene Lo­ gik im Schaltkreis IC 4 sorgt dafür, daß vor der Lei­ stungsendstufe das serielle Eingangssignal wieder in eine Ansteuerung für die einzelnen Zündtransistoren aufgesplittet wird. Dieser Umstand ist durch den Umschal­ ter S im Schaltkreis IC 4 angedeutet. Für diese Variante, die keinen zusätzlichen Datenaustausch zuläßt, liegt das Einsparpotential bei einer Verbindungsleitung und der Aufwandsreduzierung im Schaltkreis IC 3, verursacht durch die Redundanzvermeidung in den Schaltkreisen IC 1 und IC 2 gemäß Fig. 8.With serial control of two ignition output stages, the lines UH1 and UH2 can be combined to form one line, for example as shown in FIG. 2. A logic in circuit IC 4 , not described in any more detail, ensures that the serial input signal is again in control for the power output stage the individual ignition transistors are split. This fact is indicated by the switch ter S in the circuit IC 4 . For this variant, which does not permit additional data exchange, the savings potential lies in a connecting line and the reduction in expenditure in the IC 3 circuit, caused by the avoidance of redundancy in the IC 1 and IC 2 circuits according to FIG. 8.

Aus der DE-A-41 05 399 ist eine Zündanlage für eine Vierzylinder-Brennkraft­ maschine mit einer ruhenden Hochspannungsverteilung nach dem Oberbe­ griff des Anspruchs 1 bekannt. Die Steuersignale für beide Zündspulen wer­ den über eine einzige Steuerleitung zwischen der Zündendstufe und der An­ steuereinheit übertragen und mit zusätzlichen binären Daten, die für die je­ weils ausgewählte Zündspule gelten, überlagert.DE-A-41 05 399 is an ignition system for a four-cylinder internal combustion engine machine with a stationary high voltage distribution according to the Oberbe handle of claim 1 known. The control signals for both ignition coils via a single control line between the ignition output stage and the on control unit and with additional binary data required for each because selected ignition coil apply, superimposed.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Zündanlage für Brennkraft­ maschinen mit ruhender Hochspannungsverteilung zu be­ schreiben, bei dem der Aufwand an Verbindungsleitungen zwischen der Ansteuereinheit und der Zündendstufe re­ duziert ist. Diese Aufgabe wird durch eine Zündanlage mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Die vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung erfolgt gemäß den Merkmalen der abhängigen Ansprüche.The object of the invention is an ignition system for internal combustion machines with static high-voltage distribution write in which the effort on connecting lines between the control unit and the ignition output stage right is induced. This task is accomplished by using an ignition system the characterizing features of claim 1 solved. The advantageous development of the invention is carried out according to the features of the dependent claims.

Vorteilhaft ist hierbei:
die Möglichkeit der Mehrfachnutzung vorhandener Schal­ tungsteile wie z. B. Regel- und Steuerkreise, Störschutz­ schaltungen, Diagnoseschaltungen, Ruhestromabschaltung usw., womit Kosten reduziert werden;
die Möglichkeit mehrere Verbindungsleitungen einzusparen, insbesondere wenn neben der notwendigen Steuerung des Zündspulenstromes auch noch ein zusätzlicher Datenaus­ tausch zwischen Ansteuereinheit und Zündendstufe statt­ finden soll;
der Umstand, daß bei Verringerung der Verbindungsleitun­ gen auch deren EMV-Entstörmaßnahmen wegfallen, was die Wirtschaftlichkeit weiter erhöht;
der Umstand, daß bei dem vorgeschlagenen Übertragungspro­ tokoll eine Eigensynchronisation erfolgt, dergestalt, daß Fehlfunktionen vermieden werden;
der Umstand, daß bei serieller Ansteuerung zweier Zünd­ darlington deren Emitter vorteilhafter Weise auf einen gemeinsamen Stromshunt geführt werden können, was neben dem Shuntwiderstand auch einen der beiden üblicherweise vorgenommenen Funktionsabgleiche erspart.The advantage here is:
the possibility of multiple use of existing scarf parts such. B. regulation and control circuits, noise protection circuits, diagnostic circuits, quiescent current shutdown, etc., thus reducing costs;
the possibility of saving several connecting lines, in particular if, in addition to the necessary control of the ignition coil current, an additional data exchange is also to take place between the control unit and the ignition output stage;
the fact that, when the connecting lines are reduced, their EMC interference suppression measures are also eliminated, which further increases the economy;
the fact that the proposed transmission protocol is self-synchronized in such a way that malfunctions are avoided;
the fact that with serial actuation of two Zünd darlington whose emitters can advantageously be carried out on a common current shunt, which in addition to the shunt resistance also saves one of the two function adjustments that are usually carried out.

Die Schaltung eignet sich besonders für die monolithische Integration innerhalb eines - in moderneren Zündendstufen bereits vorhandenen - Zündtreiber-IC′s.The circuit is particularly suitable for the monolithic Integration within one - in more modern ignition stages already existing - ignition driver IC's.

Kurze Beschreibung der Figuren:Brief description of the figures:

Fig. 1 Konzeptbild eines Zündsystems für Vierzylinder­ motoren mit ruhender Hochspannungsverteilung und Doppelfunkenspulen mit serieller Ansteuerung auf zwei Verbindungsleitungen mit Mehrfachdatenübertragung nach der Erfindung. Fig. 1 conceptual image of an ignition system for four-cylinder engines with static high voltage distribution and double spark coils with serial control on two connecting lines with multiple data transmission according to the invention.

Fig. 2 Konzeptbild eines Zündsystems für Vierzylinder­ motoren mit ruhender Hochspannungsverteilung und Doppelfunkenspulen mit serieller Ansteuerung auf einer Verbindungsleitung. Fig. 2 conceptual image of an ignition system for four-cylinder engines with static high-voltage distribution and double spark coils with serial control on a connecting line.

Fig. 3 Blockschaltbild zur Erzeugung eines Schnittstellenprotokolles zwischen Ansteuereinheit und Zündendstufe nach Fig. Fig. 3 is a block diagram for generating of an interface protocol between the control unit and ignition output stage according to FIG.

Fig. 4 Strom/Spannungsverläufe nach Fig. 3 ohne Mehrfachdatenübertragung bei UBatt : 12V. Fig. 4 current / voltage curves according to Fig. 3 without multiple data transmission at UBatt: 12V.

Fig. 5 Strom/Spannungsverläufe nach Fig. 3 mit Mehr­ fachdatenübertragung bei UBatt : 12V. Fig. 5 current / voltage curves according to Fig. 3 with multiple data transmission at UBatt: 12V.

Fig. 6 Blockschaltbild zur Erzeugung eines zweiten Schnittstellenprotokolles zwischen Ansteuereinheit und Zündendstufe nach Fig. 2b. Fig. 6 block diagram for generating a second interface protocol between the control unit and ignition output stage according to Fig. 2b.

Fig. 7 Strom/Spannungsverläufe nach Fig. 6 mit Mehr­ fachdatenübertragung. Fig. 7 current / voltage curves according to Fig. 6 with multiple data transmission.

Fig. 8 Konzeptbild eines Zündsystems für Vierzylinder­ motoren mit ruhender Hochspannungsverteilung und Doppelfunkenspulen und paralleler Ansteuerung und mehreren Verbindungsleitungen nach dem Stand der Technik. Fig. 8 conceptual image of an ignition system for four-cylinder engines with static high-voltage distribution and double spark coils and parallel control and several connecting lines according to the prior art.

AusführungsbeispielEmbodiment

Die Fig. 1 zeigt das Blockschaltbild einer Zündanlage für Vierzylindermotoren mit ruhender Hochspannungsvertei­ lung und Doppelfunkenspulen mit serieller Ansteuerung auf zwei Verbindungsleitungen mit Mehrfachdatenübertragung. Über die Verbindungsleitungen werden neben der Zündungs­ steuerung der beiden Endstufen auch zusätzliche Informationen übertragen. Dies führt zu einem höheren Einsparpotential gegenüber dem in der Fig. 8 beschriebe­ nen Konzept, da die Anzahl der Verbindungsleitungen zwi­ schen Ansteuereinheit 1 und RHV-Endstufe 2 (RHV = ruhende Hochspannungsverteilung) um die Kontrolleitungen reduziert sind. Durch die mehrfach Nutzung der beiden Verbindungsleitungen ist es möglich neben den Ansteuersignalen für die beiden Leistungsendstufen 4 noch weitere Daten auf den Leitungen zu Übertragen. Vorteil­ haft ist insbesondere, wenn wie weiter unten beschrieben auf der einen Leitung zusätzlich die Rückmeldung des Pri­ märstroms an die Ansteuereinheit 1 für beide Zündspulen und auf der anderen Leitung die maximale Zündenergie ebenfalls für beide Zündspulen von der Ansteuereinheit 1 zur RHV-Endstufe 2 übertragen wird. Fig. 1 shows the block diagram of an ignition system for four-cylinder engines with stationary Hochspannungsvertei development and double radio coils with serial control on two connecting lines with multiple data transmission. In addition to the ignition control of the two output stages, additional information is also transmitted via the connecting lines. This leads to a higher savings potential compared to the concept described in FIG. 8, since the number of connecting lines between the control unit 1 and RHV output stage 2 (RHV = static high-voltage distribution) are reduced by the control lines. The multiple use of the two connecting lines makes it possible to transmit further data on the lines in addition to the control signals for the two power output stages 4 . It is particularly advantageous if, as described further below, the feedback of the primary current to the control unit 1 for both ignition coils is also transmitted on one line and the maximum ignition energy for both ignition coils is also transmitted from the control unit 1 to the RHV output stage 2 on the other line .

Zur Erläuterung der Funktion dienen die Fig. 3, welche ein Ausführungsbeispiel der beiden Schnittstellen zwi­ schen der Ansteuereinheit (1) und dem Eingang des Zünd­ treibers (3) aufzeigt, sowie die in Fig. 4 und Fig. 5 dargestellten Spannungs- und Stromverläufe. To explain the function of the Fig. 3, which shows an embodiment of the two interfaces Zvi rule of the control unit (1) and the input of the ignition driver (3), as well as in Fig. 4 and Fig voltage and illustrated 5 current waveforms are used..

Mit dem Transistor T1 wird über den Pull-up Widerstand R1 durch Ein- und Ausschalten auf der UH1-Leitung ein Spannungsverlauf gemäß Fig. 4a erzeugt. Der Spannungspe­ gel variiert zwischen UBatt und Masse. Der Komparator K1 im Zündtreiber (3) erkennt diesen Spannungssprung und schaltet für die Zeitdauer, für die gilt UH1 < US1, die Endstufe ZD1 aus Fig. 1 leitend. Das hat zur Folge, daß über die Primärinduktivität LPR der Zündspule ein Strom­ fluß möglich wird. Ein nicht näher beschriebener Stromre­ gelbegrenzungskreis im IC 3 des Zündtreibers (3) aus Fig. 1 sorgt dafür, daß für den Fall der Spannungsgleichheit am gemeinsamen Stromshunt RS3 und einer intern vorgegebe­ nen Referenzspannung URef eine Strombegrenzung ein­ geregelt wird. Es ergibt sich ein Verlauf des Primär­ stroms IPR1 an der ersten Zündspule gemäß Fig. 4c.A voltage curve according to FIG. 4a is generated with the transistor T1 via the pull-up resistor R1 by switching on and off on the UH1 line. The voltage level varies between UBatt and mass. The comparator K1 in the ignition driver ( 3 ) detects this voltage jump and switches the output stage ZD1 from FIG. 1 conductive for the period of time for which UH1 <US1 applies. The result of this is that a current flow is possible via the primary inductance LPR of the ignition coil. A current limiting circuit not described in more detail in the IC 3 of the ignition driver ( 3 ) from FIG. 1 ensures that a current limitation is regulated in the event of voltage equality at the common current shunt RS3 and an internally specified reference voltage URef. There is a profile of the primary current IPR1 on the first ignition coil according to FIG. 4c.

Mit dem Transistor T3 wird über den Pull-up Widerstand R3 auf der Leitung UH2 ein Spannungsverlauf gemäß Fig. 4b erzeugt d. h. der Pegel variiert ebenfalls zwischen UBatt und Masse. Der Komparator K3 erkennt diesen Spannungs­ sprung und schaltet ähnlich wie K1 den Stromfluß über die Endstufe ZD2 ein. Es ergibt sich ein Primärstromverlauf IPR2 in der zweiten Zündspule gemäß Fig. 4d. Dabei ist es vorteilhaft, daß es eine feste, leitungsgebundene Zuord­ nung zwischen Ansteuerleitung und Zündendstufe bzw. Mo­ torzylinder gibt, die eine störungsarme Übertragung er­ möglicht, bei der die Gefahr, daß aufgrund einer Störung z. B. der falsche Zylinder angesteuert wird, gering ist.A voltage curve according to FIG. 4b is generated with the transistor T3 via the pull-up resistor R3 on the line UH2, ie the level also varies between UBatt and ground. The comparator K3 detects this voltage jump and switches on the current flow via the output stage ZD2 similar to K1. A primary current profile IPR2 results in the second ignition coil according to FIG. 4d. It is advantageous that there is a fixed, wired assignment between the control line and the ignition output stage or engine cylinder, which enables a low-interference transmission, in which there is a risk that due to a malfunction, for. B. the wrong cylinder is driven, is low.

Ein zusätzlicher Datenaustausch kann notwendig oder zweckmäßig sein, wenn die Ansteuereinheit die Zündend­ stufe aufgrund motorspezifischer Belange gezielt für einen bestimmten Zeitraum in einen anderen Betriebszu­ stand umschalten möchte. Erfindungsgemäß wird hierzu, wie in Fig. 3 dargestellt, z. B. auf der Eingangsleitung UH1 mittels eines gesteuerten Spannungsteilers, bestehend aus den Teilen R1, R2 und T2 eine Spannungspegeländerung ver­ ursacht, indem gleichzeitig zu T1 auch T2 leitend ge­ schaltet wird, worauf sich ein abgesenkter Spannungspegel UH1-B auf der UH1-Leitung gemäß Fig. 5a nach der Zeitach­ senaufsplittung ergibt. Varianten zu einer solchen Pegel­ absenkung sind in der DE OS 42 31 954 beschrieben.An additional data exchange can be necessary or expedient if the control unit wishes to switch the ignition stage to another operating state for a specific period of time due to engine-specific concerns. According to the invention, as shown in FIG . B. on the input line UH1 by means of a controlled voltage divider consisting of the parts R1, R2 and T2 caused a change in voltage level by simultaneously switching to T1 conductive T1, whereupon a reduced voltage level UH1-B on the UH1 line according Fig. 5a shows after the Zeitachsplittung. Variants of such a level reduction are described in DE OS 42 31 954.

Vor der Zeitachsenaufsplittung sind die Verhältnisse wie­ derholt mit T2 im nichtleitenden Zustand gemäß der Fig. 4a. Der abgesenkte Pegel liegt näherungsweise beiBefore the time axis splitting, the relationships are repeated with T2 in the non-conductive state according to FIG. 4a. The lowered level is approximate

UH1-B = UBatt * 1/(R1/R2))UH1-B = UBatt * 1 / (R1 / R2))

Die Schwelle US2 des Komparators K2 ist so gewählt, daß diese Pegeländerung zu einem Spannungsverlauf am Ausgang von K2 gemäß Fig. 5c führt. Aus diesem Signal ist nun eine Umschaltinformation innerhalb der Zündendstufe abzu­ leiten, welche die Zündendstufe in einen anderen Zustand bringt z. B. eine abweichende Endwertvorgabe für den Regelkreis zur Begrenzung des Primärstroms verursacht, dergestalt, daß für den ersten Pegel auf der Verbindungs­ leitung UH1 der Primärstrom-Endwert auf z. B. 7A und beim zweiten Pegel z. B. auf 5A begrenzt wird. Mit einer sol­ chen Funktion kann das Zündenergieangebot für die Zünd­ kerze für Kaltstart und Normalbetrieb unterschiedlich be­ einflußt werden. Weiterhin wird damit Einfluß auf die Le­ bensdauer der Zündkerze genommen. Eine solche Umschalt­ auslösung betrifft beide Endstufen gleichermaßen d. h. die Stromabsenkung wird in beiden Endstufen gleichzeitig vorgenommen. Es wird aber nur eine Eingangsleitung mit dieser Pegelabsenkung beaufschlagt und diese Information so zwischengespeichert, daß beide Endstufen von der IPR- Endwertumschaltung betroffen sind.The threshold US2 of the comparator K2 is selected such that this level change leads to a voltage curve at the output of K2 according to FIG. 5c. From this signal, switchover information can now be derived from within the ignition output stage, which brings the ignition output stage into a different state, e.g. B. causes a different final value specification for the control circuit for limiting the primary current, such that for the first level on the connecting line UH1 the primary current final value to z. B. 7 A and at the second level z. B. is limited to 5 A. With such a function, the ignition energy supply for the spark plug for cold start and normal operation can be influenced differently. Furthermore, it influences the life of the spark plug. Such a switching trigger affects both output stages equally, ie the current reduction is carried out simultaneously in both output stages. However, this level reduction is only applied to one input line and this information is buffered so that both output stages are affected by the IPR end value switchover.

Hierzu wird in einfacher Weise ein FF gemäß Fig. 3 vorge­ schlagen, welches mit der Lo/Hi-Flanke des UK2-Signales aus Fig. 5c gesetzt wird und mit der Hi/Lo-Flanke des UK3-Signales aus Fig. 5d zurückgesetzt wird. Der resul­ tierende Verlauf der Spannung UFF am Ausgang des FF ist in Fig. 5e wiedergegeben. Mit einem derart aufbereiteten Signal läßt sich nun die Referenzspannung eines Strombegrenzungsregelkreises, umschalten.For this purpose, 3 provided, in a simple manner a FF of FIG. Beat which Hi-edge of UK2-signal of FIG. 5c is set to the Lo / and is reset with the Hi / Lo-edge of the UK3-signal of FIG. 5d . The resulting course of the voltage UFF at the output of the FF is shown in Fig. 5e. With a signal prepared in this way, the reference voltage of a current limiting control circuit can now be switched over.

Dieser Sachverhalt ist in Fig. 3 durch den von FF gesteu­ erten Schalter S1 angedeutet, der zwischen den beiden Re­ ferenzspannungen Uref1, Uref2 umschaltet.This state of affairs is indicated in Fig. 3 by the switch S1 controlled by FF, which switches between the two reference voltages Uref1, Uref2.

Vorteilhaft ist hierbei, daß eine asynchron angeforderte Pegeländerung auf der UH1-Leitung, die zeitlich nach der Set-Flanke auftritt, durch das Flip Flop FF unterdrückt wird, denn mit einer asynchronen IPR-Absenkung - z. B. von einem Momentanwert 6A auf eine IPR-Endwertvorgabe von 5A hin - hätte die damit verbundene dIPR/dt-Änderung eine unerwünschte Fehlzündung zur Folge. Umgeschaltet werden kann frühestens mit der nächsten regulären Periode auf der UH1-Leitung.It is advantageous here that an asynchronously requested level change on the UH1 line, which occurs after the set edge, is suppressed by the flip-flop FF, because with an asynchronous IPR reduction - e.g. B. from an instantaneous value of 6 A to a final IPR value of 5 A - the associated change in dIPR / dt would result in an undesirable misfire. You can switch at the earliest with the next regular period on the UH1 line.

Dadurch, daß die zusätzliche Information für die IPR-End­ wertumschaltung nicht auf beiden Eingangsleitungen über­ lagert werden muß, kann ein weiterer Datenaustausch auf der UH2-Leitung stattfinden, ohne daß die Informations­ dichte auf den beiden Leitungen überstrapaziert werden muß.This means that the additional information for the IPR end value changeover not on both input lines another data exchange can be stored the UH2 line take place without the information density can be overused on the two lines got to.

Die im Spannungspegel der UH2-Leitung vorgeschlagene, eingebettete IPR-Zustandsrückmeldung von der Zündendstufe zur Ansteuereinheit könnte eine solche weitere In­ formation sein. Eine solche Rückmeldeeinrichtung kann - gemäß der DE OS 38 00 932 - zu einer sog. Schließwinkel­ regelung mit Hilfe eines Mikrocomputers in der An­ steuereinheit ausgenutzt werden. Dies ist von Interesse bei den heute üblichen Schließwinkelsteuerungen, bei denen - aus in Kennfeldern abgespeicherten typischen Spulenanstiegszeiten - die erforderliche Einschaltdauer ausgegeben werden. Aufgrund nicht erfaßter Chargenstreu­ ungen und Temperaturdaten der Zündspule, stimmen die Kennfelder nicht optimal, was zu erheblich erhöhten Betriebstemperaturen bis hin zur thermischen Zerstörung führen kann.The suggested in the voltage level of the UH2 line embedded IPR status feedback from the ignition output stage such a further In formation. Such a feedback device can - according to DE OS 38 00 932 - to a so-called closing angle regulation with the help of a microcomputer in the An control unit can be exploited. This is of interest in the closing angle controls common today those - from typical stored in maps Coil rise times - the required duty cycle be issued. Due to batch litter not recorded The ignition coil and temperature data are correct Maps not optimal, which led to significantly increased  Operating temperatures up to thermal destruction can lead.

Zur Rückmeldung vergleicht der Komparator K4 aus Fig. 3 einen mit einem Spannungsteiler R4 und R5 festgelegten Bruchteil der Referenzspannung URef1 oder URef2 mit der Spannung UF am Stromfühlershunt RS3, welche ein Abbild des aktuellen IPR-Stromwertes darstellt. Die Spannungen URef1 bzw. URef2, welche den jeweils vorgewählten IPR- Endwert festlegen, repräsentieren die weiter oben er­ wähnte Spannungsreferenz eines nicht näher beschriebenen Strombegrenzungsregelkreises. Hat also bei dieser Dimen­ sionierung der aktuelle IPR in der Zündspule z. B. 95% seines jeweils vorgegebenen Endwertes erreicht, schaltet der Komparator K4 einen Stromflußzweig über R3, die Klemmeinrichtung Z und den Schalter S2 ein. Hierbei steht Z exemplarisch für ein spannungspegelveränderndes Bau­ teil, welches in Verbindung mit R3 wirkt. Bei anliegendem Spannungspegel auf der UH2-Leitung wird durch diese Maß­ nahme eine Spannungspegelabsenkung von dem Wert UH2-A auf den IPR-Rückmeldepegel UR eingeleitet, wie dies in der Fig. 5b dargestellt ist. Zur Auswertung dieser Span­ nungspegelabsenkung dient auf der Ansteuerseite der Kom­ parator K5 mit der Schaltreferenz US3 gemäß Fig. 3. Aus den Zeitinformationen, wann 0.95 IPRmax erreicht sind, die aus dem am Ausgang von K5 entstehendem Signal gewon­ nen werden kann und dem für diese Zündperiode in der Ansteuereinheit festgelegten Zündzeitpunkt, kann der Mi­ krocomputer Korrektursignale für die Spulenan­ stiegszeitsteuerung errechnen im Sinne einer Schließwin­ kelregelung.For feedback, the comparator K4 from FIG. 3 compares a fraction of the reference voltage URef1 or URef2 fixed with a voltage divider R4 and R5 with the voltage UF at the current sensor shunt RS3, which represents the current IPR current value. The voltages URef1 and URef2, which determine the respectively preselected final IPR value, represent the voltage reference of a current limiting control circuit not described in more detail above. So with this dimensioning the current IPR in the ignition coil z. B. reaches 95% of its respectively predetermined final value, the comparator K4 switches a current flow branch via R3, the clamping device Z and the switch S2. Here, Z is an example of a voltage-level-changing building that works in conjunction with R3. When a voltage level is present on the UH2 line, this measure initiates a voltage level reduction from the value UH2-A to the IPR feedback level UR, as shown in FIG. 5b. On the control side, the comparator K5 with the switching reference US3 according to FIG. 3 is used to evaluate this voltage level reduction . From the time information when 0.95 IPRmax has been reached, which can be obtained from the signal produced at the output of K5, and for this ignition period The ignition timing defined in the control unit, the microcomputer can calculate correction signals for the coil rise time control in the sense of a closing angle control.

Die nach Fig. 3 vorgeschlagene Schnittstelle arbeitet mit Pull-up Widerständen R1 und R3, d. h. die Pegel auf den Verbindungsleitungen UH1 und UH2 sind abhängig von UBatt. Dementsprechend wird es, je nach Dimensionierung, notwendig werden, zumindest einige der Referenzschwellen US1, US2, US3 auch abhängig von UBatt auszulegen.The interface proposed according to FIG. 3 works with pull-up resistors R1 and R3, ie the levels on the connecting lines UH1 and UH2 are dependent on UBatt. Accordingly, depending on the dimensioning, it will be necessary to design at least some of the reference thresholds US1, US2, US3 depending on UBatt.

Nach dem erfindungsgemäßen Gedanken läßt sich eine Vari­ ante der Schnittstelle zwischen Ansteuereinheit (1) und Zündendstufe (2) ableiten, welche bei gleichem Funktions­ umfang mit festen Pegeln und Schwellen auskommt. Hierzu werden gemäß Fig. 6 die Spannungspegel UH1-A, UH1-B und UH2-A aus einer stabilisierten Spannung abgeleitet z. B. der bei MC-Systemen üblichen 5V-Versorgung. Die zu Fig. 5 äquivalenten Strom-Spannungsverläufe zeigt Fig. 7. Glei­ che Bezugszeichen in Fig. 6 haben dieselbe Funktion wie in Fig. 3. Die Pull-up Widerstände R1 und R3 aus der Schaltungsanordnung nach der Fig. 3 werden hier ersetzt durch die Pull-down Widerstände R11 und R12. Die Span­ nungspegelabsenkung auf der UH1-Leitung für die IPR-End­ wertvorgabe wird nunmehr über den gesteuerten Spannungs­ teiler R8/R10/T2 gebildet. Die Schwelle US3 des Kompara­ tors K5 wird mittels des Spannungsteilers R6/R7 so ge­ wählt, daß die durch Z ausgelöste Spannungspegeländerung auf der UH2-Leitung bei der IPR-Zustandsrückmeldung er­ kannt wird. Die Schwellen US1 und US2 im Zündtreiber (3) haben von UBatt unabhängige, Schaltschwellen.According to the idea of the invention, a variant of the interface between the control unit ( 1 ) and the ignition output stage ( 2 ) can be derived, which works with fixed levels and thresholds for the same functional scope. For this purpose, the voltage level UH1-A, B-UH1 and UH2-A are shown in FIG. 6 for example derived from a stabilized voltage. B. the usual 5V supply for MC systems. The current-voltage curves equivalent to FIG. 5 are shown in FIG. 7. The same reference numerals in FIG. 6 have the same function as in FIG. 3. The pull-up resistors R1 and R3 from the circuit arrangement according to FIG. 3 are replaced here by the pull-down resistors R11 and R12. The voltage level reduction on the UH1 line for the IPR end value specification is now formed via the controlled voltage divider R8 / R10 / T2. The threshold US3 of the comparator K5 is selected by means of the voltage divider R6 / R7 so that the voltage level change on the UH2 line triggered by Z is recognized in the IPR status feedback. The thresholds US1 and US2 in the ignition driver ( 3 ) have switching thresholds that are independent of UBatt.

Claims (4)

1. Zündanlage für Brennkraftmaschinen mit einer ruhenden Zündspannungsverteilung mit mindestens zwei seriell ange­ steuerten Zündspulen, wobei jede Zündspule in ihrem Pri­ märstromkreis einen Leistungstransistor (ZD1, ZD2) auf­ weist, durch den der Primärstrom (IPR) der entsprechenden Zündspule gemäß eines von einer Ansteuereinheit (1) für jede Zündspule erzeugten Steuersignals (UH1, UH2) gesteu­ ert wird, wobei die Zündanlage einen Zündtreiber (3) auf­ weist, dessen Eingangsstufe (5) die Steuersignale (UH1, UH2) für jede Zündspule zugeführt werden und dessen Aus­ gänge je einen Leistungstransistor ansteuern, dadurch ge­ kennzeichnet, daß den Steuersignalen (UH1, UH2) jeweils ein zusätzli­ ches binäres Datensignal überlagert ist, das jeweils für alle Zündspulen Gültigkeit besitzt.1.Ignition system for internal combustion engines with a static ignition voltage distribution with at least two serially controlled ignition coils, each ignition coil in its primary circuit having a power transistor (ZD1, ZD2) through which the primary current (IPR) of the corresponding ignition coil according to one of a control unit ( 1 ) generated for each ignition coil control signal (UH1, UH2) is controlled, the ignition system having an ignition driver ( 3 ), the input stage ( 5 ) of which the control signals (UH1, UH2) are supplied for each ignition coil and the outputs of which one each Drive power transistor, characterized in that the control signals (UH1, UH2) are each superimposed with an additional binary data signal, which is valid for all ignition coils. 2. Zündanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auf dem ersten Steuersignal (UH1), ein zusätzliches Datensignal zur Steuerung des Endwertes des Primärstromes (IPR) aller Zündspulen von der Ansteuereinheit (1) zur Endstufe (2) übertragen wird.2. Ignition system according to claim 1, characterized in that on the first control signal (UH1), an additional data signal for controlling the final value of the primary current (IPR) of all ignition coils is transmitted from the control unit ( 1 ) to the output stage ( 2 ). 3. Zündanlage nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß auf dem zweiten Steuersignal (UH2) ein zusätzliches Datensignal von der Endstufe (2) zur An­ steuereinheit (1) übertragen wird, das zur Rückmeldung des Pegels des Primärstroms (IPR) dient.3. Ignition system according to one of claims 1 or 2, characterized in that on the second control signal (UH2) an additional data signal is transmitted from the output stage ( 2 ) to the control unit ( 1 ) which is used to report the level of the primary current (IPR) serves. 4. Zündanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zur Zwischenspeicherung der aus dem ersten Steuersignalverlauf (UH1) gewonnenen Information ein Flip-Flop (FF) verwendet wird.4. Ignition system according to one of claims 1 to 3, characterized characterized in that for the temporary storage of the from the information obtained from the first control signal curve (UH1) a flip-flop (FF) is used.